(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、前記ハウジングの軸心に対して偏心して内蔵され前記ハウジング内で回動可能なロータと、前記ハウジングの内周面に摺接する複数のベーンと、前記ベーンが摺動する複数のベーン溝と、を備え、
１サイクルで爆発、膨張、排気、空気吸気、空気圧縮、過給、掃気、圧縮空気吸気、混合ガス圧縮行程を順に繰り返すように構成されたベーン型内燃機関の燃料供給構造であって、
前記ハウジングの前記爆発行程及び前記膨張行程が行われる領域に臨む部分と、燃料噴射ノズルとの間には、前記爆発行程において発生する高圧の燃焼ガスが流入する爆発圧力伝播通路が配設され、
前記燃料噴射ノズル内には、燃料を圧送するプランジャが配設され、
前記爆発行程により発生する前記高圧の燃焼ガスを前記爆発圧力伝播通路により前記燃料噴射ノズルに送給することにより、前記プランジャを作動させて前記燃料を噴射することを特徴とするベーン型内燃機関の燃料供給構造。
【請求項２】
前記ハウジングの前記圧縮空気吸気行程が行われる領域に臨む部分には、大気側と連通する吸気口が形成され、
前記ハウジングの前記過給行程が行われる領域に臨む部分と前記吸気口との間には、前記過給行程時に発生する圧縮空気が流入する過給気通路が形成され、
前記燃料噴射ノズルと前記過給気通路との間には、前記燃料噴射ノズルから前記過給気通路に前記燃料を供給する補助燃料供給通路が形成され、
前記過給気通路の前記補助燃料供給通路との合流部分より上流部分には、前記爆発行程により発生する前記高圧の燃焼ガスを前記過給気通路に流入させず、前記過給行程時に前記過給気通路に前記圧縮空気を流入させる、切り替え機能を有したバルブ室が配設され、
前記爆発行程により発生する前記高圧の燃焼ガスによる前記プランジャの作動により、前記補助燃料供給通路を通じて前記過給気通路に前記燃料を送給して、
前記過給行程時に過給気の気流を利用して前記圧縮空気吸気行程を行なう領域に前記燃料を送給することを特徴とする請求項１記載のベーン型内燃機関の燃料供給構造。
【請求項３】
前記過給行程時において、前記補助燃料供給通路から流出する前記燃料に、前記過給気通路を流れる過給気の気流を合流させて、前記燃料を霧化させることを特徴とする請求項２記載のベーン型内燃機関の燃料供給構造。
【請求項４】
前記補助燃料供給通路には、燃料溜まり部が形成され、前記燃料溜まり部において前記燃料を気化蒸散させて前記過給気通路に送給することを特徴とする請求項２又は３記載のベーン型内燃機関の燃料供給構造。
【請求項５】
前記燃料噴射ノズルのノズル先端口から前記ロータの外表面に向かって前記燃料を噴射することを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のベーン型内燃機関の燃料供給構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベーン型内燃機関の爆発燃焼ガス衝撃圧、過給気の気流を利用して、簡易に効率よく燃料を吸気に供給することを目的としたベーン型内燃機関の燃料供給構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（エンジン）の性能に大きく影響する項目として、吸入行程における空気と燃料の吸気効率は大きな要素である。従来からのエンジンにおいては、キャブレター、燃料噴射ノズル、あるいは直噴燃料噴射ノズルで燃料を供給していた。しかし、キャブレターにおいては燃料の調節が吸気に影響されることが大きいため、燃料噴射ノズルに移行してきていた。さらに、排気ガス浄化と燃料消費率又は出力向上の目的で、燃料の供給量又はタイミングの有利性から直噴燃料噴射ノズルを使用するものに徐々に切り替わってきている。
【０００３】
しかし、燃料噴射ノズルにおいてはソレノイドで作動させ、直噴燃料噴射ノズルでは燃料高圧ポンプやピエゾ素子を使うためコストが高くなっていた。
【０００４】
従来からの提案であるベーン型内燃機関の燃料供給構造は、インジェクタ又は燃料噴射ノズルという名称から推察できる程度であり、その詳細は全く説明されていない。燃料の供給がどのように行われるか考慮されていなければ、この場合内燃機関としての成立はありえない。
【０００５】
例えば、特許文献１においては、副燃焼室に圧縮空気入口とプラグとインジェクタが配設されている。また、特許文献２においては、常時燃焼室に燃料噴射ノズルが配設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２００１−１１５８４９号公報
【特許文献２】特開平１０−６８３０１号公報
【特許文献３】特開平２００８−４５５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来から提案されているベーン型内燃機関の燃料供給方式は、その部品名称から推察できる程度であり、図面からではその構造はわかりにくい。上述の特許文献１のロータリー機関においては、副燃料室に圧縮空気入口とプラグとインジェクタが配設されている図面があるが、その各々が作動するタイミング又は圧縮空気を作る構造が不明である。また、インジェクタが燃料噴射するのはどの時か不明で、プラグは混合ガスに点火するものか又は副燃焼室を予熱のために加熱するのか不明で、圧縮空気はどこでどのような構造で作られ、その動力源は何か、によって、ロータリー機関の効率は大きく低下してしまうことになる。
【０００８】
特許文献２のベーン回転式内燃機関においては、常時燃焼室に点火装置と燃料噴射ノズルが配設されている図面があるが、燃料噴射ノズルについては、本体ハウジングにただ簡単な穴があけられている表示のみである。
【０００９】
また、燃料にはガソリンの他、軽油、重油、アルコール、水素等、多様な燃料を使用することができる、とあるが多様な性質の燃料に対応できる燃料噴射ノズル、燃料ポンプの構造には全く触れられていない。
【００１０】
いずれの提案においても、燃料供給方式・タイミングあるいはその構造が明らかでなく燃料を供給する機能は達成しようもないことが判る。従って、内燃機関として成立はありえないものである。
【００１１】
特許文献３は、本出願人の出願によるものであり、燃料噴射ノズルの位置、噴射方向、タイミングは明確となったが、電子制御式燃料噴射ノズルの使用が予定されていた。しかし、電子制御式燃料噴射ノズルは、構造が複雑化し電気系の不具合により燃料噴射ノズルが停止するおそれがあった。
【００１２】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、簡易な構造で電気系の不具合により燃料噴射ノズルが停止することが無いベーン型内燃機関の燃料供給構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１記載の発明では、ハウジングの爆発行程及び膨張行程が行われる領域に臨む部分と、燃料噴射ノズルとの間に、爆発行程において発生する高圧の燃焼ガスが流入する爆発圧力伝播通路を配設して、燃料噴射ノズル内に、燃料を圧送するプランジャを配設している。そして、爆発行程により発生する高圧の燃焼ガスを爆発圧力伝播通路により燃料噴射ノズルに送給することにより、プランジャを作動させて前記燃料を噴射している。
【００１４】
爆発行程により発生する高圧の燃焼ガスで燃料噴射ノズルを作動させ、電気を使用しない構造にすることで、簡易な構造で電気系の不具合により燃料噴射ノズルが停止することをなくすことができる。
【００１５】
請求項２記載の発明では、ハウジングの圧縮空気吸気行程が行われる領域に臨む部分に、大気側と連通する吸気口を形成して、ハウジングの過給行程が行われる領域に臨む部分と吸気口との間に、過給行程時に発生する圧縮空気が流入する過給気通路を形成して、燃料噴射ノズルと過給気通路との間に、燃料噴射ノズルから過給気通路に燃料を供給する補助燃料供給通路を形成して、過給気通路の補助燃料供給通路との合流部分より上流部分に、爆発行程により発生する高圧の燃焼ガスを過給気通路に流入させず、過給行程時に圧縮空気を過給気通路に流入させる、切り替え機能を有したバルブ室を配設している。そして、爆発行程により発生する高圧の燃焼ガスによるプランジャの作動により、補助燃料供給通路を通じて過給気通路に燃料を送給して、過給行程時に過給気の気流を利用して圧縮空気吸気行程を行なう領域に燃料を送給している。
【００１６】
補助燃料供給通路を通じて過給気通路に燃料を送給させ、過給行程時の過給気の気流を利用して圧縮空気吸気行程を行なう領域に燃料を送給することで、二系統の燃料供給路を有することになり、エンジンが高回転時には連続的に燃料が供給され、燃料を十分に吸入できるため出力は高くなる。また、エンジンが低回転時には燃料の送給は断続的になり、空燃比の空気量が多くなり燃料が完全燃焼されることで排気ガスは浄化される。
【００１７】
請求項３記載の発明では、過給行程時において、補助燃料供給通路から流出する燃料に、過給気通路を流れる過給気の気流を合流させている。燃料を霧化させることで燃料は燃焼しやすくなるので、燃焼効率のよいベーン型内燃機関とすることができる。
【００１８】
請求項４記載の発明では、補助燃料供給通路に、燃料溜まり部を形成して、燃料溜まり部において燃料を気化蒸散させて過給気通路に送給することで、燃料が着火容易な状態になるので、ベーン型内燃機関の始動性を高めることができる。
【００１９】
請求項５記載の発明のように、燃料噴射ノズルのノズル先端口からロータの外表面に向かって燃料を噴射することで、爆発行程の熱で熱くなったロータを気化熱で温度を下げるとともに、気化された燃料は燃焼しやすくなるので完全燃焼され排気ガスを浄化することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、簡易な構造で電気系の不具合により燃料噴射ノズルが停止することをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態によるベーン型内燃機関の燃料供給構造の爆発行程の状態を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるベーン型内燃機関の燃料供給構造の過給行程の状態を示す断面図である。
【図３】図１におけるエンジンのハウジングとロータを示す分解斜視図である。
【図４】図３におけるロータとベーンとを示す分解斜視図である。
【図５】燃料噴射ノズルの構造を示す断面図である。
【図６】燃料噴射ノズルの作動説明図である。
【図７】燃料噴射ノズルの作動説明図である。
【図８】燃料噴射ノズルの作動説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明によるベーン型内燃機関の燃料供給構造の一実施形態を図面に基づいて説明する。本発明のベーン型内燃機関の燃料供給構造（以下、「燃料供給構造」という。）１００は、電気系の不具合により燃料噴射ノズルが停止することをなくすものである。
【００２３】
実施形態の燃料供給構造１００を有するベーン型内燃機関（以下、「エンジン」という。）１は、１サイクルで爆発、膨張、排気、空気吸気、空気圧縮、過給、掃気、圧縮空気吸気、混合ガス圧縮行程を順に繰り返すように構成されている。
【００２４】
エンジン１は、図３に示すように、略円筒状のハウジング本体部３１と、ハウジング本体部３１の両側面に配置されて、ハウジング本体部３１の両端開口部を閉塞させる一対のサイドハウジング部３２、３２とを有するハウジング３と、ハウジング３に内蔵されて回動可能なロータ５と、ロータ５に装着されるベーン７と、を備えている。ハウジング３とロータ５との隙間には、図１に示すように、中空部６０が形成されている。
【００２５】
ハウジング本体部３１は、図１、３に示すように、軸線方向から見て軸心を中心に真円形に形成された内周面３１ａを有している。ハウジング本体部３１の外周面には、２箇所の肉盛部（第１の肉盛部３１ｂ、第２の肉盛部３１ｃ）が形成され、２箇所の肉盛部の間にボス部３１ｄが形成されている。
【００２６】
点火プラグ１２は、図１、３に示すように、ボス部３１ｄを、ハウジング本体部３１の軸心に向かって挿通して配置されている。ボス部３１ｄには、点火プラグ１２が混合ガスに点火できるように点火口１２ａが配置されている。
【００２７】
各サイドハウジング部３２、３２は、図３に示すように、円板状に形成され、ロータ５を側面から塞ぐようにハウジング本体部３１に装着されている。また、各サイドハウジング部３２、３２には、後述するロータ５の回転軸１４を支持する支持孔３２ａ、３２ａと、後述する吸気口１８、１８、排気口１９、１９となる円弧孔が形成されるとともに、吸気口１８、１８に連通する後述する過給気通路１７が形成されている。（図３では、省略している。）
ロータ５は、図３、４に示すように、ハウジング本体部３１の幅（軸線方向の長さ）と略同一の幅を有する円柱状に形成されるとともに、図１に示すように、ハウジング本体部３１の軸線方向の中心位置と偏心した位置に回転中心を有して配置されている。ロータ５の回転中心位置には、図１、３、４に示すように、動力の出力軸となる回転軸１４が配置されている。
【００２８】
ロータ５には、図１、３、４に示すように、回転軸１４から回転軸１４の径方向外側に向かって放射状に、ベーン７が摺動するベーン溝５１（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５１ｅ）が、形成されている。各ベーン溝５１は、それぞれの間の角度を等角度にロータ５の幅方向全体にわたって五か所形成されている。各ベーン溝５１には、図１に示すように、ベーン７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ）が挿入されるとともに、ベーン押しばね８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ）を収納する孔５４（５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅ）が形成されている。
【００２９】
ロータ５の外周面５２には、図１、３、４に示すように、間の角度を等角度に五か所凹部５３（５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５３ｅ）が形成されている。この凹部５３は、後述する爆発行程において爆発の圧力を受ける際、回転する方向に圧力を受けやすいように、回転進行方向側が深く削りとられて形成されている（図１、２における矢印Ｔが回転する方向である）。
【００３０】
ベーン７は、図１に示すように、ロータ５に形成されたベーン溝５１に挿入されている。各ベーン７は、中空部６０を５つの室６（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ）に分割するように配置されている。
【００３１】
前述したロータ５の凹部５３は、図１に示すように、各室６（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ）内ごとに形成されて、それぞれ凹部５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５３ｅを形成する。
【００３２】
各ベーン７は、図３、４に示すように、カーボンに金属を含浸させた部材で、矩形平板状に形成されている。以下の各ベーン７の構成の説明においては、対応するａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの符号は省略する。ベーン溝５１に挿入されるベーン７は、図３に示すように、ベーン押しばね８の付勢力によってハウジング本体部３１の内周面３１ａに摺接可能に配置されている。図３、４に示すように、ハウジング本体部３１の軸心側から見て、回転方向の面にロータ５のベーン溝５１との摺動面７ｍ、７ｍが形成され、軸線方向の面にサイドハウジング部３２との摺動面７ｎ、７ｎが形成され、径方向外側にハウジング本体部３１の内周面３１ａとの摺動面７ｐが形成されている。
【００３３】
各摺動面７ｐは、図４に示すように、ロータ５の径方向に直交して形成されている。摺動面７ｐは、図４に示すように、ロータ５の回転方向側の前角部７１１とその反対側の後角部７１２が、内周面３１ａに摺接するように形成されている（図１参照）。摺動面７ｐには、図４に示すように、ロータ５の回転軸１４側に凹んで、後述するベーン先端シール９を嵌入可能な先端シール溝部７２１が、ロータ５の軸線方向全体にわたって形成されている。
【００３４】
ベーン先端シール９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ）は、図１、３、４に示すように、カーボンに金属を含浸させた部材で角柱状に形成され、各先端シール溝部７２１の全体にわたって嵌入されている。ベーン先端シール９の内周面３１ａ側の端部は、内周面３１ａ側に突出する円弧状に形成された摺動面９１を有している。
【００３５】
エンジン１には、図１、２に示すように、燃料供給構造１００を構成する、主燃料供給部Ｍと、補助燃料供給部Ｓと、が配設されている。
【００３６】
主燃料供給部Ｍは、燃料を噴射する燃料噴射ノズル１０と、爆発圧力伝播通路２と、を備えている。
【００３７】
図１は、室６Ａが爆発行程から膨張行程に進行中の状態を示している。爆発圧力伝播通路２は、後述するガス圧溜り３８を介して、ハウジング本体部３１の爆発行程及び膨張行程が行われる領域（室６Ａ）に臨む部分と、燃料噴射ノズル１０とを連通して形成されている。
【００３８】
詳説すると、爆発圧力伝播通路２は、ハウジング本体部３１の、点火口１２ａと後述する過給気通路１７との間に形成された燃焼ガスＧを取り入れる圧力ガス入口２ａから、燃料噴射ノズル１０とハウジング本体部３１との隙間に形成された後述するガス圧溜り３８に燃焼ガスＧを流出させる圧力ガス出口２ｂまで、ハウジング本体部３１内に通路を形成して構成されている。爆発圧力伝播通路２は、ガス圧溜り３８を介して燃料噴射ノズル１０まで連通している。
【００３９】
燃料噴射ノズル１０は、図１、３、５に示すように、第１の肉盛部３１ｂを、ハウジング本体部３１の軸心から偏心した方向へ挿通して配置されている。第１の肉盛部３１ｂには、図１、５に示すように、燃料噴射ノズル１０から、回転するベーン７に向かって混合ガスが噴出できるように、噴出孔３１ｅが配置されている。噴出孔３１ｅは、噴射される燃料がロータ５に向かうように燃料噴射ノズル１０の軸心に対して傾斜して形成されている。燃料噴射ノズル１０の噴出孔３１ｅと反対側の端部には、パイプ継手２６を介して燃料パイプ２７が接続されている。
【００４０】
燃料噴射ノズル１０は、図５に示すように、ハウジング本体部３１側に配置されたプランジャケース２１と、後述する燃料パイプ２７側に配置された本体２２と、本体２２とプランジャケース２１にわたって収納されたプランジャ２３と、本体２２と後述する小燃料パイプ３９とを連結する燃料供給リング２４と、を備えている。
【００４１】
プランジャケース２１は、ハウジング本体部３１に形成された噴出孔３１ｅに嵌め込まれ段部を有した先端小径部２１ａと、先端小径部２１ａより大径で段差を有して形成され外周面にねじが形成された中径部２１ｂと、中径部２１ｂより大径で段差を有して形成された大径部２１ｃと、を有し円筒状に形成されている。
【００４２】
プランジャケース２１内には、先端小径部２１ａと中径部２１ｂにわたって軸線に沿って燃料が流通する噴射通路２１ｄが形成されている。
【００４３】
噴射通路２１ｄは、中径部２１ｂ側から先端小径部２１ａ側に行くに従って狭小に形成され、内周面３１ａ側の端部にノズル先端口２１ｅを有している。噴射通路２１ｄの本体２２側には、噴射通路２１ｄより大径に形成され噴射前の燃料が貯留される噴射室２５を有したプランジャ摺動通路２１ｆが形成されている。
【００４４】
噴射室２５は、プランジャ摺動通路２１ｆの、プランジャ摺動通路２１ｆのノズル先端口２１ｅ側の端面と、プランジャ２３のノズル先端口２１ｅ側の端面との間の隙間部分で形成されている。
【００４５】
プランジャ摺動通路２１ｆの本体２２側は、後述するプランジャ２３の凸部２３ｄに対応するように拡径している。
【００４６】
大径部２１ｃの燃料パイプ２７側の端部は、本体２２が挿入可能に形成され、内周面側が本体２２の後述する被螺合部２２ａと螺合可能な螺合部２１ｇを有している。
【００４７】
本体２２は、軸線方向に沿って挿通孔２２ｄを有した円筒状に形成されている。本体２２のノズル先端口２１ｅ側の外周面には、プランジャケース２１の螺合部２１ｇと螺合可能な被螺合部２２ａが形成されている。本体２２の燃料パイプ２７側の端部には、径方向外側に突出するナットフランジ部２２ｂが形成されている。ナットフランジ部２２ｂのノズル先端口２１ｅ側には、ナットフランジ部２２ｂより小径に形成され、かつ、被螺合部２２ａより大径に形成された中段部２２ｃが形成されている。
【００４８】
挿通孔２２ｄの燃料パイプ２７側には、パイプ継手２６と螺合する被螺合部２２ｅが形成されている。被螺合部２２ｅのノズル先端口２１ｅ側には、燃料をろ過するフィルタ２２ｆが配設されている。挿通孔２２ｄのノズル先端口２１ｅ側は、プランジャ摺動通路２２ｊとして形成されている。挿通孔２２ｄのノズル先端口２１ｅ側には、燃料パイプ２７側に向かって縮径するチェックボール弁座部２２ｇを有した弁部材収納部２２ｈが形成されている。本体２２の軸線と直交する方向に沿って燃料供給孔２２ｉが形成され、プランジャ摺動通路２２ｊと連通している。
【００４９】
燃料供給リング２４は、本体２２の外側に嵌め込み可能な円筒状に形成されている。燃料供給リング２４は、ノズル先端口２１ｅ側の端面で、プランジャケース２１の燃料パイプ２７側の端面とＯリング２９で密封され接しているとともに、燃料パイプ２７側の端面で、シール３０を介して本体２２の中段部２２ｃのノズル先端口２１ｅ側の端面で接している。
【００５０】
本体２２の外周面と、燃料供給リング２４の内周面との間には、燃料供給孔２２ｉと連通して燃料を供給する隙間が形成されている。燃料供給リング２４の軸線に直交する方向には、貫通穴２４ａが形成され、後述する小パイプ継手４０が螺合可能に形成されている。
【００５１】
プランジャ２３は軸線に沿って燃料通路２３ａを有し円柱状に形成されている。燃料通路２３ａのノズル先端口２１ｅ側は、後述するボール３５が配設可能に拡径して形成されたボール収納部２３ｂを有している。燃料通路２３ａは、流速を増加するように中央部が、ノズル先端口２１ｅ側に向かって狭小となるように形成されている。
【００５２】
プランジャ２３は、中央よりノズル先端口２１ｅ側に、他の部分より径方向内側に切り欠かれた凹部２３ｃと、径方向外側に突出した凸部２３ｄと、を有している。凸部２３ｄの燃料パイプ２７側の端面は、燃焼ガスＧを受け止め可能に形成されている。凹部２３ｃと凸部２３ｄとは連接して形成されている。凸部２３ｄのノズル先端口２１ｅ側は、プランジャケース２１のプランジャ摺動通路２１ｆと対応する形状に形成され、プランジャ摺動通路２１ｆと密接可能に形成されている。燃料通路２３ａのノズル先端口２１ｅ側の端部とボール収納部２３ｂとで形成される角部分は、ボール３５が着接するボール弁座部２３ｅとして形成されている。
【００５３】
プランジャケース２１と、プランジャケース２１に挿入された本体２２のノズル先端口２１ｅ側の端面との間の隙間部分は、プランジャ摺動通路２１ｆより大径に形成された圧力室２８として形成されている。
【００５４】
プランジャ摺動通路２１ｆのノズル先端口２１ｅ側の端面と、プランジャ２３のノズル先端口２１ｅ側との間には、リターンばね３３が配設されている。リターンばね３３は、プランジャ２３を燃料パイプ２７側に付勢している。リターンばね３３の内側には、リターンばね３３より小径に形成された保持ばね３４が配設されている。
【００５５】
ボール３５は、真球状で保持ばねによって燃料パイプ２７側に付勢され、プランジャ２３のボール弁座部２３ｅと着接可能に形成されている。ボール３５は、プランジャ２３のボール弁座部２３ｅに着接した時に燃料通路２３ａを封止可能に形成されている。
【００５６】
本体２２の弁部材収納部２２ｈ内には、チェックボール３６と、チェックボール保持ばね３７と、が配設されている。チェックボール保持ばね３７は、ノズル先端口２１ｅ側の端部がプランジャ２３の燃料パイプ２７側の端面と当接して、チェックボール３６をチェックボール弁座部２２ｇ側に向けて付勢している。
【００５７】
ハウジング本体部３１と、プランジャケース２１との隙間は、爆発圧力伝播通路２と連通してガス圧溜り３８として形成されている。ガス圧溜り３８と、圧力室２８との間には、燃焼ガスＧを流入させる細孔２１ｈが複数形成されている。
【００５８】
補助燃料供給部Ｓは、図２に示すように、過給行程時に圧縮空気を流入させる過給気通路１７と、燃焼ガスＧの流入と低圧の空気の流入とを切り替えるバルブ室４と、過給気通路１７に燃料を供給する補助燃料供給通路としての小燃料パイプ３９と、を備えている。
【００５９】
図２は、室６Ｅにおいて圧縮空気吸気行程を行なうとともに、室６Ｂにおいて過給気行程を行なっている状態を示している。過給気通路１７は、ハウジング本体部３１の過給行程が行われる領域（室６Ｂ）に臨む部分と、圧縮空気の吸気行程が行われる領域にある吸気口１８とを接続して形成されている。
【００６０】
バルブ室４は、図２に示すように、過給気通路１７と小燃料パイプ３９との合流部分より上流に第２の肉盛部３１ｃ内に形成されている。バルブ室４内には、過給気通路用バルブ（単にバルブとも言う。）１１が配置されている。バルブ１１は、過給気通路１７の入口１５に対向する位置に来る、いずれか１つの室６内で圧縮された空気又は燃焼ガスＧを流入するかどうかの開閉を行うものであり、バルブ室４内において、ばね部材１３で後述するガス導入路２０側に付勢されて移動可能に配置されている
第２の肉盛部３１ｃのロータ５の回転方向における後側には、圧力ガス入口２ａに隣接して、バルブ室４と接続するガス導入路２０が形成されている。ガス導入路２０と、爆発圧力伝播通路２とは、連通して形成されている。
【００６１】
圧力ガス入口２ａとガス導入路２０とを経て、爆発行程で発生した室６内の燃焼ガスＧがバルブ室４に導入されると、燃焼ガスＧの圧力がバルブ１１をばね部材１３の付勢力に打ち勝ってばね部材１３側に移動させて過給気通路１７を塞ぐ。
【００６２】
また、空気圧縮行程で発生した室６内の圧縮された空気が圧力ガス入口２ａとガス導入路２０とを経て、バルブ室４に向かっても、ばね部材１３の付勢力が圧縮された空気の圧力に打ち勝ってバルブ１１をガス導入路２０側に位置させるので、バルブ室４に圧縮空気は導入されない。
【００６３】
吸気口１８は、図１、３に示すように、大気を吸気できるようにサイドハウジング部３２から外部に連通するように長穴状に形成されている。
【００６４】
排気口１９は、図１、３に示すように、ロータ５の回転方向における吸気口１８の後側に、サイドハウジング部３２から外部に連通するように長穴状に形成されている。
【００６５】
燃料噴射ノズル１０と過給気通路１７との間には、小燃料パイプ３９が配設され、一端側で小パイプ継手４０によって燃料供給リング２４の貫通穴２４ａと接続されている。小燃料パイプ３９の他端側には、燃料を貯留する屈曲した垂れ部４１が形成されている。小燃料パイプ３９の過給気通路１７との合流部分は、過給気の流れの流入を防止するため、吐出口４４が過給気の流れに沿うように形成されている。
【００６６】
吸気口１８と、排気口１９は、ロータ５に形成された凹部５３の回転進行方向に対応した長孔状に形成されている。凹部５３が吸気口１８と合致すると、合致した凹部５３は、過給気通路１７と接続して過給気の吸気開口部４２となり、凹部５３が、排気口１９と合致すると、合致した凹部５３は、排気ガスを外部に放出する排気開口部４３となる。実施形態においては、排気口１９はロータ５の回転方向に対して吸気口１８の後ろ側に配置されている。つまり、ロータ５の凹部５３が排気口１９を通過した後、吸気口１８に向かうように配置されている。
【００６７】
上記のように構成された実施形態のエンジン１では、図１に示すように、ベーン７で区分けされた各室６において、ロータ５の回転でそれぞれの行程が行われる。この場合、各室６においてはロータ５の２回転で１回爆発が起こり、その間に膨張、排気、空気吸気、空気圧縮、過給、掃気、圧縮空気吸気、混合ガス圧縮のそれぞれの行程が行われる。
【００６８】
エンジン１は、本出願人が先にした、特願２００６−２２３３３８号（特開平２００８−４５５１３号公報）のベーン型内燃機関を改良したものである。上述したエンジン１の各行程は、本願発明においても同じであるので詳細な説明は省略する。
【００６９】
次に燃料供給構造１００の作用について説明する。図１の状態においては、室６Ａが爆発行程にあり、室６Ａ内で爆発した混合ガスは燃焼ガスＧとなり、図５に示すように、主燃料供給部Ｍにおいて、圧力ガス入口２ａから爆発圧力伝播通路２内に燃焼ガスＧは流入する。爆発行程で発生した室６内の燃焼ガスＧがバルブ室４に導入されると、燃焼ガスＧの圧力がバルブ１１をばね部材１３の付勢力に打ち勝ってばね部材１３側に移動させて過給気通路１７を塞ぐとともに、バルブ室４側の燃焼ガスＧの通路は閉塞される。爆発圧力伝播通路２内に流入した燃焼ガスＧは、ガス圧溜り３８、細孔２１ｈを経て圧力室２８に流入する。圧力室２８に流入した燃焼ガスＧは、プランジャ２３の凸部２３ｄの燃料パイプ２７側の端面に当たり、プランジャ２３をノズル先端口２１ｅ側に移動させる。圧力室２８に流入した燃焼ガスＧの圧力は、リターンばね３３の付勢力を上回るので、燃焼ガスＧによって移動したプランジャ２３は、図６に示すように、プランジャ摺動通路２１ｆの拡径した部分のノズル先端口２１ｅ側の端面と着接する。これにより、噴射室２５の容積が小さくなりノズル先端口２１ｅから燃料が噴射される。この時、ボール３５は、保持ばね３４に付勢されボール弁座部２３ｅに着接しているので、プランジャ２３の燃料通路２３ａ内に燃料が逆流することはない。
【００７０】
燃料が噴射されると、プランジャ２３の燃料通路２３ａと、本体２２の弁部材収納部２２ｈとを合わせた容積に加え、プランジャ２３の移動により形成された隙間の容積分だけ燃料が貯留される容積が大きくなるので、プランジャ２３の燃料通路２３ａ内と、本体２２の弁部材収納部２２ｈ内とに貯留されていた燃料の圧力が減少する。これにより、燃料ポンプによって与圧されていた燃料の圧力がチェックボール保持ばね３７の付勢力を上回り、チェックボール３６をノズル先端口２１ｅ側に移動させ弁部材収納部２２ｈに燃料が流入する。この時、プランジャ２３の移動により燃料供給孔２２ｉが開放され、燃料が小燃料パイプ３９に供給される。
【００７１】
燃焼ガスＧの圧力が弱まると、リターンばね３３の付勢力が燃焼ガスＧの圧力を上回り、プランジャ２３を図６から図７の位置に移動復帰させる。プランジャ２３の移動により形成された隙間がなくなり、燃料が貯留される容積が燃料通路２３ａと、弁部材収納部２２ｈとを合わせた容積に戻るので、燃料の圧力が増加し、保持ばね３４の付勢力を上回り、図８に示すように、ボール３５をノズル先端口２１ｅ側に移動させる。燃料が噴射室２５に流入して燃料の圧力が均衡すると、保持ばね３４の付勢力でボール３５が復帰して図７の位置に戻ることになる。この時、プランジャ２３の移動により燃料供給孔２２ｉが閉じられ、小燃料パイプ３９への燃料の供給が止まることになる。
【００７２】
なお、空気圧縮行程時の圧縮された空気の圧力は、爆発行程における燃焼ガスＧの圧力より弱いためプランジャ２３は移動せず、燃料の噴射及び小燃料パイプ３９への燃料の供給は行われない。
【００７３】
一方、補助燃料供給部Ｓの燃料噴射ノズル１０側において、爆発行程の燃焼ガスＧの圧力によるプランジャ２３の移動により、燃料供給孔２２ｉから小燃料パイプ３９に供給された燃料は、過給気通路１７との合流部分側に形成された垂れ部４１に貯留される。
【００７４】
補助燃料供給部Ｓのバルブ室４側において、空気圧縮行程で発生した室６内の圧縮された空気が圧力ガス入口２ａとガス導入路２０とを経て、バルブ室４に向かっても、ばね部材１３の付勢力が圧縮された空気の圧力に打ち勝ってバルブ１１をガス導入路２０側に位置させるので、バルブ室４側の圧縮空気の通路は閉塞される。
【００７５】
その後の過給気行程において、バルブ１１は、ガス導入路２０側に位置するので過給気通路１７は、開放される。ロータ５の凹部５３が吸気口１８と合致すると、合致した凹部５３は、過給気通路１７と接続して過給気の吸気開口部４２となり、過給気が流通する。
【００７６】
垂れ部４１において貯留した燃料を気化蒸散させた後、燃料を吐出口４４から流出させ過給気通路１７を流れる過給気の気流と合流させるとともに燃料を霧化させ、圧縮空気吸気行程を行なう領域に補助的に燃料を供給する。
【００７７】
その後、混合ガス圧縮に移行する際、爆発行程により発生した燃焼ガスＧで作動した燃料噴射ノズル１０のノズル先端口２１ｅから燃料が噴射される。
【００７８】
本実施形態の燃料供給構造１００では、主燃料供給部Ｍを有し、ハウジング本体部３１の爆発行程及び膨張行程が行われる領域に臨む部分と、燃料噴射ノズル１０との間に、爆発行程において発生する高圧の燃焼ガスＧが流入する爆発圧力伝播通路２を配設して、燃料噴射ノズル１０内に、燃料を圧送するプランジャ２３を配設している。そして、爆発行程により発生する高圧の燃焼ガスＧを爆発圧力伝播通路２により燃料噴射ノズル１０に送給することにより、プランジャ２３を作動させて燃料を噴射している。
【００７９】
爆発行程により発生する高圧の燃焼ガスＧで燃料噴射ノズル１０を作動させ、電気を使用しない構造にすることで、簡易な構造で電気系の不具合により燃料噴射ノズル１０が停止することをなくすことができる。
【００８０】
また、補助燃料供給部Ｓとして、ハウジング本体部３１の圧縮空気吸気行程が行われる領域に臨む部分に、大気側と連通する吸気口１８を形成して、ハウジング本体部３１の過給行程が行われる領域に臨む部分と吸気口１８との間に、過給行程時に発生する圧縮空気が流入する過給気通路１７を形成して、燃料噴射ノズル１０と過給気通路１７との間に、燃料噴射ノズル１０から過給気通路１７に燃料を供給する小燃料パイプ３９を形成して、過給気通路１７の小燃料パイプ３９との合流部分より上流部分に、爆発行程により発生する高圧の燃焼ガスＧを過給気通路１７に流入させず、過給行程時に圧縮空気を過給気通路１７に流入させる、切り替え機能を有したバルブ室４を配設している。そして、爆発行程により発生する高圧の燃焼ガスＧによるプランジャ２３の作動により、小燃料パイプ３９を通じて過給気通路１７に燃料を送給して、過給行程時に過給気の気流を利用して圧縮空気の吸気行程を行なう領域に燃料を送給している。
【００８１】
小燃料パイプ３９を通じて過給気通路１７に燃料を送給させ、過給行程時の過給気の気流を利用して圧縮空気の吸気行程を行なう領域に燃料を送給することで、二系統の燃料供給路（主燃料供給部Ｍ、補助燃料供給部Ｓ）を有することになり、エンジン１が高回転時には連続的に燃料が供給され、燃料を十分に吸入できるため出力は高くなる。また、エンジン１が低回転時には燃料の送給は断続的になり、空燃比の空気量が多くなり燃料が完全燃焼されることで排気ガスは浄化される。
【００８２】
また、過給行程時において、小燃料パイプ３９から流出する燃料に、過給気通路１７を流れる過給気の気流を合流させている。燃料を霧化させることで燃料は燃焼しやすくなるので、燃焼効率のよいエンジン１とすることができる。
【００８３】
また、小燃料パイプ３９に、垂れ部を４１形成して、垂れ部４１において燃料を気化蒸散させて過給気通路１７に送給することで、燃料が着火容易な状態になるので、エンジン１の始動性を高めることができる。
【００８４】
また、噴出孔３１ｅが、噴射される燃料がロータ５に向かうように燃料噴射ノズル１０の軸心に対して傾斜して形成され、燃料噴射ノズル１０のノズル先端口２１ｅからロータ５に向かって燃料を噴射することで、爆発行程の熱で熱くなったロータ５を気化熱で温度を下げるとともに、気化された燃料は燃焼しやすくなるので完全燃焼され排気ガスを浄化することができる。
【００８５】
ロータ５に向かって燃料を噴射する構成としては、ノズル先端口２１ｅをロータ５に向けるように構成してもよい。
【００８６】
ベーン先端シール９は、ベーン先端シール押しばねによってハウジング本体部３１の内周面３１ａ側に付勢することもできる。
【００８７】
爆発圧力伝播通路２は、パイプ状の配管を用いて圧力室２８に直接接続することもできる。
【００８８】
補助燃料供給通路は、小燃料パイプ３９のようなパイプにはこだわらない。例えば、ハウジング本体部３１及びサイドハウジング部３２内に通路を形成したり、パイプとハウジング本体部３１及びサイドハウジング部３２内に形成した通路との組み合わせにしたりしてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１００  気密構造
１  エンジン
２  爆発圧力伝播通路
３  ハウジング
３１  ハウジング本体部
３１ａ  内周面
４  バルブ室
５  ロータ
５１  ベーン溝
５２  外表面
７  ベーン
８  ベーン押しばね
９  ベーン先端シール
Ｇ  燃焼ガス
１７  過給気通路
２３  プランジャ
３９  小燃料パイプ
４１  垂れ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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